1. 生物醫用材料的簡介
生物醫用材料(Biomedical Materials)是用來對生物體進行診斷、治療、修復或替換其病損組織、器官或增進其功能的材料。它是研究人工器官和醫療器械的基礎,已成為當代材料學科的重要分支,尤其是隨著生物技術的蓬勃發展和重大突破,生物醫用材料已成為各國科學家競相進行研究和開發的熱點。
人類利用生物醫用材料的歷史與人類歷史一樣漫長。自從有了人類,人們就不斷地與各種疾病作斗爭,生物醫用材料是人類同疾病作斗爭的有效工具之一。追溯生物醫用材料的歷史,公元前約3500年古埃及人就利用棉花纖維、馬鬃作縫合線縫合傷口。而這些棉花纖維、馬鬃則可稱之為原始的生物醫用材料。墨西哥的印第安人(阿茲台克人)使用木片修補手上的顱骨。公元前2500年前中國、埃及的墓葬中就發現有假牙、假鼻、假耳。人類很早就用黃金來修復缺損的牙齒。文獻記載,1588年人們就用黃金板修復顎骨。1775年,就有金屬固定體內骨折的記載,1800年有大量有關應用金屬板固定骨折的報道。1809年有人用黃金製成種植牙齒。1851年有人使用硫化天然橡膠製成的人工牙托和顎骨。20世紀初開發的高分子新材料促成了人工器官的系統研究的開始,人工器官的臨床應用則始於1940年。由於人工器官的臨床應用,拯救了成千上萬患者的生命,減輕了病魔給患者及其家屬帶來的痛苦與折磨,引起了醫學界的廣泛重視,加快了人工器官研究步伐。目前可以說,從天靈蓋到腳趾骨,從人體的內臟到皮膚,從血液到五官,除了腦以及大多數內分泌器官外,大豆有了代用的人工器官。依據生物材料的發展歷史及材料本身的特點,可以將已有的材料分為三代,它們鴿子都有自己明顯的特點和發展時期,代表了生物醫用材料發展的不同水平。20世紀初第一次世界大戰以前所使用的醫用材料可歸於第一代生物醫用材料,代表材料有石膏、各種金屬、橡膠以及棉花等物品,這一代的材料大都被現代醫學所淘汰。第二代生物醫用材料的發展是建立在醫學、材料科學(尤其是高分子材料學)、生物化學、物理學及大型物理測試技術發簪的基礎之上的。研究工作者也多由材料雪茄或主要由材料學家與醫生合作來承擔。代表材料有羥基磷灰石、磷酸三鈣、據羥基乙酸、聚甲基丙烯酸羥乙基酯、膠原、多肽、纖維蛋白等。這類材料與第一代生物醫用材料一樣,研究的思路仍然是努力改善材料本身的力學、生化性能,以使其能夠在生理環境下有長期的替代、模擬生物組織的功能。第三代生物醫用材料是一類具有促進人體自修復和再生作用的生物醫學復合材料,它以對生物體內各種細胞組織、生長因子、生長抑素及生長基質等結構和性能的了解為基礎來簡歷生物醫用材料的概念。它們一般是由具有生理「活性」的組元及控制載體的「非活性」組元所構成,具有比較理想的修復再生效果。其基本思想是通過材料之間的復合,材料與活細胞的融合,活體材料和人工材料的雜交等手段,賦予材料具有特異的靶向修復、治療和促進作用,從而達到病變 組織主要甚至全部由健康的再生組織所取代。骨形態發生蛋白(BMP)材料是第三代生物醫用材料中的代表材料。
在不同的歷史時期,生物醫用材料被賦予了不同的意義。其定義是隨著生命科學和材料科學的不斷發展而演變的。但是,他們都有一些共同的特徵。即生物醫用材料是一類人工或天然的材料,可以單獨或與葯物一起製成部件、器械用於組織或器官的治療、增強或替代,並在有效試用期內不會對宿主引起急性或慢性危害。但由於生命現象是極其復雜的,是在幾百萬年的進化過程中適應生存需要的結果,生命具有一定得生長、再生和修復精確調控能力,這是目前所有人工器官和生物醫用材料所無法比擬的。因此,目前的生物醫用材料與人們的真正期望和要求相差甚遠。
2. 日常生活常見的生物醫用材料有哪些
PES;水過濾器材料
pvc;潔凈車間地面材料
3. 生物醫用材料的生物醫用材料的分類
生物醫用材料按用途可分為骨、牙、關節、肌腱等骨骼-肌肉系統修復材料,皮膚、乳房、食道、呼吸道、膀胱等軟組織材料,人工心瓣膜、血管、心血管內插管等心血管系統材料,血液凈化膜和分離膜、氣體選擇性透過膜、角膜接觸鏡等醫用膜材料,組織粘合劑和縫線材料,葯物釋放載體材料,臨床診斷及生物感測器材料,齒科材料等。
生物醫用材料按按材料在生理環境中的生物化學反應水平分為惰性生物醫用材料、活性生物醫用材料、可降解和吸收的生物醫用材料。
生物醫用材料按材料的組成和性質可以分類如下: 生物衍生材料是由經過特殊處理的天然生物組織形成的生物醫用材料。也稱為生物再生材料。生物組織可取自同種或異種動物體的組織.特殊處理包括維持組織原有構型而進行的固定、滅菌和消除抗原性的輕微處理,以及拆散原有構型、重建新的物理形態的強烈處理。由於經過處理的生物組織已失去生命力,生物衍生材料是無生命力的材料。但是,由於生物衍生材料或是具有類似於自然組織的構型和功能,或是其組成類似於自然組織,在維持人體動態過程的修復和替換中具有重要作用。主要用於人工心瓣膜、血管修復體、皮膚掩膜、纖維蛋白製品、骨修復體、鞏膜修復體、鼻種植體、血液唧筒、血漿增強劑和血液透析膜等。
4. 生物材料都有那些
生物材料用於人體組織和器官的診斷、修復或增進其功能的一類高技術材料,即用於取代、修復活組織的天然或人造材料。包括金屬材料(如鹼金屬及其合金等)、無機材料(生物活性陶瓷,羥基磷灰石等)和有機材料三大類。有機材料中主要是高分子聚合物材料,高分子材料通常按材料屬性分為合成高分子材料(聚氨酯、聚酯、聚乳酸、聚乙醇酸、乳酸乙醇酸共聚物及其他醫用合成塑料和橡膠等)、天然高分子材料(如膠原、絲蛋白、纖維素、殼聚糖等);
5. 生物醫用材料大致可分為哪三類
生物材料應用廣泛,品種很多,有不同的分類方法。通常是按材料屬性分為:合成高分子材料(聚氨醋、聚醋、聚乳酸、聚乙醇酸、乳酸乙醇酸共聚物及其他醫用合成塑料和橡膠等)、天然高分子材料(如膠原、絲蛋白、纖維素、殼聚糖等)、金屬與合金材料(如欽金屬及其合金等)、無機材料(生物活性陶瓷,羥基磷灰石等)、復合材料(碳纖維/聚合物、玻璃纖維/聚合物等)。根據材料的用途,這些材料又可以分為生物惰性(bioinert)、生物活性(bioactive)或生物降解(biodegradable)材料。這些材料通過長期植入、短期植入、表面修復分別用於硬組織和軟組織修復與替換。生物醫用材料由於直接用於人體或與人體健康密切相關,對其使用有嚴格要求。首先,生物醫用材料應具有良好的血液相容性和組織相容性。其次,要求耐生物老化。即對長期植入的材料,其生物穩定性要好;對於暫時植入的材料,耍求在確定時間內降解為可被人體吸收或代謝的無毒單體或片斷。還要求物理和力學性質穩定、易於加工成型、價格適當。便於消毒滅茵、無毒無熱源、不致癌不致畸也是必須考慮的。對於不同用途的材料,其要求各有側重。
6. 生物醫用材料大致可分為哪三類
生物材料應用廣泛,品種很多,有不同的分類方法.通常是按材料屬性分為:合成高分子材料(聚氨醋、聚醋、聚乳酸、聚乙醇酸、乳酸乙醇酸共聚物及其他醫用合成塑料和橡膠等)、天然高分子材料(如膠原、絲蛋白、纖維素、殼聚糖等)、金屬與合金材料(如欽金屬及其合金等)、無機材料(生物活性陶瓷,羥基磷灰石等)、復合材料(碳纖維/聚合物、玻璃纖維/聚合物等).根據材料的用途,這些材料又可以分為生物惰性(bioinert)、生物活性(bioactive)或生物降解(biodegradable)材料.這些材料通過長期植入、短期植入、表面修復分別用於硬組織和軟組織修復與替換.生物醫用材料由於直接用於人體或與人體健康密切相關,對其使用有嚴格要求.首先,生物醫用材料應具有良好的血液相容性和組織相容性.其次,要求耐生物老化.即對長期植入的材料,其生物穩定性要好;對於暫時植入的材料,耍求在確定時間內降解為可被人體吸收或代謝的無毒單體或片斷.還要求物理和力學性質穩定、易於加工成型、價格適當.便於消毒滅茵、無毒無熱源、不致癌不致畸也是必須考慮的.對於不同用途的材料,其要求各有側重.
7. 為人類造福的生物醫學材料有哪些
當一個人發生骨折時,醫生要用石膏為他固定患處;而患了齟齒時,則要用光固性高分子修補材料補上齟洞;而進行X光透視時所服用的鋇餐,對很多人而言也不陌生。這些材料都是生物醫學材料,又稱生物材料,是用以和生物系統結合,以診斷、治療或替換機體中的組織、器官或增進其功能。
生物醫學材料有很多種類,它可以是天然產物,也可以是合成材料,或者是它們的結合,還可用有生命力的活體細胞或天然組織與無生命的材料結合而成混雜材料。生物醫學材料不同於葯物,其主要治療目的不必要通過體內的化學反應或新陳代謝來實現,但是可以起到葯理作用,甚至起葯理活性物質的作用。與生物物質直接結合是生物醫學材料最基本的特性,如直接進入人體的植入材料,人工心肺、肝、腎等體外輔助裝置中與血液直接接觸的材料等。除應滿足一定的物理化學性質要求外,生物醫學材料還必須滿足生物學性能要求,即生物相容性要求,這是區別於其他功能材料的最重要特徵。
生物醫學材料按照組成和性質分為醫用金屬和合金、醫用高分子材料、生物陶瓷以及它們結合而成的生物醫學復合材料。經過處理的天然組織,由於其來源特殊,另成一類生物衍生材料。根據在生物環境中發生的生物化學反應水平,可分為近於惰性的、生物活性的以及可生物降解和吸收的材料。還可根據臨床用途,分為骨、關節、肌腱等骨骼——肌肉系統修復和替換材料;皮膚、乳房、食道、呼吸道、膀胱等軟組織材料;人工心瓣膜、血管、心血管內插管等醫用膜材料;組織粘合劑和縫線材料;葯物釋放載體材料;臨床診斷及生物感測器材料及齒科材料等。生物醫學材料事關人們健康,生產和使用都必須遵守國際標准化組織或中國國家標准,嚴格地進行安全性、可靠性評價並認可之後,才能投入使用。
8. 生物材料的種類有那些,哪裡有纖細介紹嗎
醫用生物材料又稱生物醫學材料,或生物材料、醫用材料。整形外科又稱此材料為人工組織代用品。醫用材料是一類具有特殊性能特種功能,用於人工器官、外科修復、理療康復、診斷、治療疾患等醫療、保健領域,而對人體組織,血液不致產生不良影響的材料。
生物醫用材料(biomedical material)是用於對生物體進行診斷、治療、修復或替換其病損組織、器官或增進其功能的新型高技術材料。它是研究人工器官和醫療器械的基礎,己成為材料學科的重要分支,尤其是隨著生物技術的蓮勃發展和重大突破,生物材料己成為各國科學家競相進行研究和開發的熱點。當代生物材料已處於實現重大突破的邊緣,不遠的將來,科學家有可能藉助於生物材料設計和製造整個人體器官,生物醫用材料和製品產業將發展成為本世紀世界經濟的一個支柱產業.
由生物分子構成生物材料,再由生物材料構成生物部件。生物體內各種材料和部件有各自的生物功能。它們是「活」的,也是被整體生物控制的。生物材料中有的是結構材料,包括骨、牙等硬組織材料和肌肉、腱、皮膚等軟組織;還有許多功能材料所構成的功能部件,如眼球晶狀體是由晶狀體蛋白包在上皮細胞組成的薄膜內而形成的無散射、無吸收、可連續變焦的廣角透鏡。在生物體內生長有不同功能的材料和部件,材料科學的發展方向之一是模擬這些生物材料製造人工材料。它們可以做生物部件的人工代替物,也可以在非醫學領域中使用。前者如人工瓣膜、人工關節等;後者則有模擬生物黏合劑、模擬酶、模擬生物膜等
生物醫用材料由於直接用於人體或與人體健康密切相關,對其使用有嚴格要求。首先,生物醫用材料應具有良好的血液相容性和組織相容性。其次,要求耐生物老化。即對長期植入的材料,其生物穩定性要好;對於暫時植入的材料,耍求在確定時間內降解為可被人體吸收或代謝的無毒單體或片斷。還要求物理和力學性質穩定、易於加工成型、價格適當。便於消毒滅茵、無毒無熱源、不致癌不致畸也是必須考慮的。對於不同用途的材料,其要求各有側重。
其主要研究的內容包括:①具有特種功能和性能的共性和個性的研究,即全面的理化性能的研究;②生物體生理環境,組織結構,器官生理功能及其替代方法的研究;③材料與生物體相互作用的研究;④材料的滅菌、消毒、安全性評價標准和方法以及管理等方面的研究。
醫用材料可按以下幾個方面分類:①按材料來源分類;②按材料的性質分類;③按材料在人體應用部位的分類;④按材料使用要求的分類;⑤按材料與人體接觸時間分類。
(一)按材料來源分類
1.人體自身組織——自體組織移植技術。
2.同種器官與組織——異體組織和器官移植技術。
3.異種同類器官與組織——異種組織和器官移植技術。
4.天然生物材料:如生物縫合線、甲殼素、纖維素等製成的人工腎、人工肝等。
5.合成材料:如硅膠和其他高分子聚合物、陶瓷、金屬類等。
(二)按材料性質分類
1.高分子材料:硅膠、聚合物等。
2.金屬材料:如各種鈦合金製品等。
3.無機非金屬材料:如羥基磷灰石等。
4.天然生物材料:如牛的心包製作的人工心瓣膜。
(三)按材料應用部位分類
1.硬組織材料:包括骨、軟骨、牙齒材料等。
2.軟組織材料:各種軟組織填充劑,包括液體填充劑。
3.心血管材料:包括人工血管、心血管導管等。
4.血液代用材料:包括代血漿、人工紅細胞。
5.分離、過濾、透析膜材料:包括血液凈化,取漿分離用膜材料等。
(四)按醫用材料使用要求的分類
1.非植人性材料和製品:各種注射器、輸液器、輸血器等。
2.植入性材料和製品:如多孔聚乙烯,膨體聚四氟乙烯、聚丙烯醯胺水凝膠等。
3.血液接觸性材料和製品:如心臟反搏氣囊等。
4.降解和吸收性材料和製品:如聚乳酸或膠原等製造的可吸收縫合線。
5.其他:如由聚丙烯醯胺製造的診斷用的固定化酶載體等。
(五)按材料與人體接觸時間分類
1.短期接觸:接觸在24 h內者,稱A類材料。
2.長期接觸:接觸時間在24 h到30天內者,稱B類材料。
3.永久性接觸:接觸時間超過30天以上,甚至終身植入物的材料類,稱C類材料。
9. 生物材料的分類
生物材料(biomaterials)是用於與生命系統接觸和發生相互作用的,並能對其細胞、組織和器官進行診斷治療、替換修復或誘導再生的一類天然或人工合成的特殊功能材料,又稱生物醫用材料。生物材料是材料科學領域中正在發展的多種學科相互交叉滲透的領域,其研究內容涉及材料科學、生命科學、化學、生物學、解剖學、病理學、臨床醫學、葯物學等學科,同時還涉及工程技術和管理科學的范疇。生物材料有人工合成材料和天然材料; 有單一材料、復合材料以及活體細胞或天然組織與無生命的材料結合而成的雜化材料。生物材料本身不是葯物,其治療途徑是以與生物機體直接結合和相互作用為基本特徵。